Національний університет «Львівська політехніка»
Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології
Кафедра Фізики
Звіт
Лабораторна робота № 46
«Дослідження молекулярних спектрів поглинання і визначення сталої Планка»
Львів – 2016
Мета роботи
Ознайомитись із структурою молекулярних спектрів поглинання водних розчинів , CuSO4, KMnO4 і визначити сталу Планка за молекулярним спектром поглинання водного розчину біхромату калію
Прилади і обладнання
Монохроматор УМ – 2, неонова лампочка, кювети з водними розчинами , CuSO4, KMnO4, конденсорна лінза
Теоретичні відомості та опис установки
Енергія, яку необхідно затратити для реакції розпаду іона .
, (3)
де ( тепловий ефект реакції (для реакції (1) ), ( число Авогадро.
Формула для знаходження сталої Планка
. (4)
Лабораторна установка для вивчення спектрів поглинання водних розчинів зібрана на базі монохроматора УМ-2, який використовується як спектроскоп. Оптична схема установки наведена на рис. 1, а її загальний вигляд – на рис. 2. На рис. 1 схематично виділені оптичні елементи, що входять до складу монохроматора.
Як видно з рис.1, сфокусоване конденсорною лінзою 3 світло проходить через досліджуваний розчин 4 і потрапляє на вхідну щілину 6 монохроматора. Далі, пройшовши дисперсійну призму 8, світловий промінь через об’єктив зорової труби 9 досягає окуляр 11.
Рис. 1
1 – джерело світла; 2 – захисний кожух джерела світла; 3 – конденсорна лінза; 4 – кювета з досліджуваним розчином; 5 – збиральна лінза; 6 – вхідна щілина; 7 – об’єктив коліматора;
8 – дисперсійна призма; 9 – об’єктив зорової труби; 10 – візир; 11 – окуляр.
Рис. 2
1 – джерело світла (лампочка розжарювання) в захисному кожусі;
2 – конденсорна лінза; 3 – неонова лампочка в захисному кожусі; 4 – кювета з досліджуваним розчином; 5 – монохроматор УМ–2; 6 – окуляр; 7; 8 ( регулювальні гвинти; 9 – барабан довжин хвиль; 10 – блок живлення установки.
Послідовність виконання роботи
ЗАВДАННЯ 1. Градуювання монохроматора
Для цього потрібно (див. рис. 2):
Розмістити на оптичній лаві перед вхідною щілиною монохроматора конденсорну лінзу 2, а за нею – неонову лампочку 3 в захисному кожусі.
Встановити ширину вхідної щілини монохроматора ~ 0,22 мм.
Увімкнути неонову лампочку в мережу 220 В.
Сфокусувати за допомогою конденсорної лінзи 2 випромінювання неонової лампочки на вхідну щілину монохроматора.
Одержати чітке зображення спектральних ліній випромінювання неонової лампочки в окулярі 6 монохроматора 5 за допомогою регулювальних гвинтів 7 і 8, а оптимальну ширину ліній – незначним регулюванням ширини вхідної щілини монохроматора.
Обертаючи барабан 9 довжин хвиль монохроматора, почергово встановлювати спектральні лінії неону, які зображені на робочому місці і одночасно видимі в окулярі 6, навпроти візира монохроматора і робити відліки положень спектральних ліній за шкалою барабана. Результати вимірювань записати в таблицю 1.
Побудувати графік градуювання монохроматора. Для цього по осі абсцис необхідно відкласти значення довжин хвиль спектра випромінювання неону, а по осі ординат – відповідні їм значення відліків (у відносних кутових одиницях) за шкалою барабана 9 довжин хвиль монохроматора.
Таблиця 1
, Ǻ
585,2
594,5
609,6
614,3
626,6
633,4
640,2
650,6
, відн.од.
2166
2212
2280
2299
2352
2376
2402
2442
ЗАВДАННЯ 2. Вивчити спектри поглинання водних розчинів: мідного купоросу CuSO4, біхромату калію K2Cr2O7, марганцевокислого калію KMnO4 та визначити сталу Планка
Щоб охарактеризувати положення даної смуги або області поглинання в спектрі, вказують довжини хвиль початку і кінця поглинання, а також те місце в спектрі, де спостерігається найбільш сильне поглинання. Якщо смуга поглинання знаходить...
